B
GIÁO D C VÀ
ÀO T O
VI N HÀN LÂM
KHOA H C VÀ CÔNG NGH VI T NAM
H C VI N KHOA H C VÀ CÔNG NGH
-----------------------------
H
MINH NH T
NGHIÊN C U T NG H P H NANO DENDRIMER
POLY(AMIDOAMINE) MANG THU C CH NG UNG TH
(CARBOPLATIN VÀ OXALIPLATIN)
LU N ÁN TI N S KHOA H C V T LI U
THÀNH PH
H
CHÍ MINH – 2021
B
GIÁO D C VÀ
ÀO T O
VI N HÀN LÂM
KHOA H C VÀ CÔNG NGH VI T NAM
H C VI N KHOA H C VÀ CÔNG NGH
-----------------------------
H
MINH NH T
NGHIÊN C U T NG H P H NANO DENDRIMER
POLY(AMIDOAMINE) MANG THU C CH NG UNG TH
(CARBOPLATIN VÀ OXALIPLATIN)
Chuyên ngành: V t li u cao phân t và t h p
Mã s : 9440125
LU N ÁN TI N S KHOA H C V T LI U
NG
IH
NG D N KHOA H C:
GS. TS. NGUY N C U KHOA
PGS. TS. NGUY N NG C VINH
Thành ph H Chí Minh – 2021
i
L I CAM OAN
Cơng trình
c th c hi n t i Vi n Khoa h c V t li u ng d ng − Vi n Hàn lâm
Khoa h c Công ngh Vi t Nam.
Tôi xin cam oan ây là cơng trình nghiên c u c a tơi và
cs h
ng d n
khoa h c c a GS. TS. Nguy n C u Khoa và PGS.TS. Nguy n Ng c Vinh. Các n i dung
nghiên c u, k t qu trong
tài này là trung th c,
c hoàn thành d a trên các k t
qu nghiên c u c a tôi và các k t qu c a nghiên c u này ch a
c dùng cho b t c
lu n v n cùng c p nào khác.
Tác gi lu n án
H Minh Nh t
ii
L IC M
L i
N
u tiên, tơi xin bày t lịng bi t n sâu s c t i GS.TS. Nguy n C u Khoa và
PGS.TS. Nguy n Ng c Vinh, nh ng ng
t n tình và nh ng
nh h
i Th y ã dành cho tôi s
ng viên giúp
ng khoa h c hi u qu trong su t quá trình th c hi n lu n án
này.
Tôi xin g i l i c m n
n H c Vi n Khoa h c và Công ngh Khoa ã t o i u
ki n cho tơi trong su t q trình h c t p, nghiên c u và hoàn thành lu n án này.
Tơi xin c m n s giúp
và khích l c a các Anh Ch , các B n trong Vi n Khoa
h c V t li u ng d ng – Vi n Hàn lâm Khoa h c và Công ngh Vi t Nam.
Sau cùng, tôi xin c m n và th c s không th quên
các th y cô, b n bè, anh em xa g n và s
c s giúp
t n tình c a
ng viên, t o i u ki n c a nh ng ng
i thân
trong gia ình trong su t q trình tơi hồn thành lu n án này.
Thành ph H Chí Minh, tháng 10 n m 2020
Tác gi
H Minh Nh t
iii
M CL C
Trang
Trang ph bìa
L i cam oan
i
L ic m n
ii
M cl c
iii
Danh m c ký hi u và ch vi t t t
viii
Danh m c b ng
xi
Danh m c hình v và
th
xii
M
U
1
1.
tv n
1
2. M c tiêu
2
3. Ý ngh a khoa h c c a lu n án
3
4. óng góp m i c a lu n án
3
CH
4
NG 1. T NG QUAN
1.1. T ng quan v b nh ung th và ph
ng pháp tr li u b ng hóa tr
4
1.2. Thu c ch ng ung th d ng ph c platin
4
1.2.1. Carboplatin
5
1.2.2. Oxaliplatin
7
1.3. H ch t mang nano - dendrimer PAMAM
9
1.3.1. Gi i thi u h phân ph i thu c h
ng ích th
ng
9
1.3.2. C ch t ng tính th m và hi u qu l u tr EPR
10
1.3.3. Dendrimer PAMAM
10
1.3.4. M t s y u t
1.3.5. Các ph
nh h
ng
n tính ch t c a dendrimer
12
ng pháp t ng h p dendrimer
14
1.3.6. Bi n tính dendrimer PAMAM v i PEG
16
1.4. Tình hình nghiên c u
17
1.4.1. Tình hình nghiên c u trên th gi i
17
1.4.1.1. H dendrimer PAMAM bi n tính v i PEG
17
iv
1.4.1.2. Các h mang thu c khác (hydrogel, micelle, liposom, nanogel, ng nano cacbon)
21
1.4.2. Tình hình nghiên c u trong n
22
CH
NG 2. PH
2.1. Ph
c
NG PHÁP NGHIÊN C U VÀ TH C NGHI M
ng pháp nghiên c u
2.1.1. Ph
26
26
ng pháp t ng h p dendrimer PAMAM
26
2.1.1.1. Ph n ng alkyl hóa (ph n ng Michael)
26
2.1.1.2. Ph n ng amid hóa
27
2.1.2. Ph
28
ng pháp bi n tính dendrimer PAMAM b ng PEG
2.1.2.1. Ph
ng pháp bi n tính PAMAM th h ch n b ng mPEG-NPC
28
2.1.2.2. Ph
ng pháp bi n tính PAMAM th h l b ng mPEG-NH2
29
2.1.3. Ph
ng pháp nang hóa
30
2.1.4. Ph
ng pháp phóng thích thu c
31
2.1.5. Ph
ng pháp kh o sát
t
ng h p sinh h c trên dòng t bào L929 và
c
trên 3 dòng t bào ung th (ung th vú MCF-7, ung th ph i A549 và ung th t
cung Hela)
2.1.6. Ph
31
ng pháp xác
2.1.6.1. Ph c ng h
2.1.6.2. Ph kh i l
nh c u trúc s n ph m
ng t h t nhân (1H-NMR)
ng (MS)
31
31
32
2.1.6.3. Ph t ngo i – kh ki n (UV-Vis)
32
2.1.6.4. Ph h ng ngo i (FT-IR)
32
2.1.6.5. Kính hi n vi i n t truy n qua (TEM)
32
2.1.6.6. Tán x ánh sáng
ng (DLS) và th zeta
33
2.1.7. Ph
ng pháp xác
nh gi m kh i l
33
2.1.8. Ph
ng pháp xác
nh hàm l
2.1.9. D
c
ng do làm khô
ng metanol t n d
ng h c q trình gi i phóng thu c
33
34
2.2. Hóa ch t và thi t b , d ng c nghiên c u
35
2.2.1. Hóa ch t
35
2.2.2. Thi t b , d ng c nghiên c u
36
2.3. T ng h p dendrimer PAMAM
36
2.3.1. T ng h p PAMAM G-0.5 t lõi etylene diamin
37
v
2.3.2. T ng h p PAMAM G0.0
37
2.3.3. T ng h p PAMAM G0.5
38
2.3.4. T ng h p PAMAM G1.0
38
2.3.5. T ng h p PAMAM G1.5
38
2.3.6. T ng h p PAMAM G2.0
39
2.3.7. T ng h p PAMAM G2.5
40
2.3.8. T ng h p PAMAM G3.0
40
2.3.9. T ng h p PAMAM G3.5
41
2.3.10. T ng h p PAMAM G4.0
41
2.4. Bi n tính dendrimer PAMAM v i PEG
42
2.4.1. T ng h p mPEG-NPC
42
2.4.2. T ng h p G3.0-PEG
42
2.4.2.1. L u tr dendrimer và chu n b dung d ch PAMAM G3.0
42
2.4.2.2. T ng h p G3.0-PEG
43
2.4.3. T ng h p mPEG-NH2
44
2.4.4. T ng h p G3.5-PEG
45
2.4.4.1. L u tr Dendrimer PAMAM G3.5 d ng r n và chu n b dung d ch
45
2.4.4.2. T ng h p G3.5-PEG
45
2.4.5. T ng h p G4.0-PEG
46
2.5. Nang hóa thu c oxaliplatin và cacboplatin b ng PAMAM-PEG
48
2.6. Phóng thích thu c ch m
48
2.7. Kh o sát
t
ng h p sinh h c và
c t bào c a h ch t mang thu c
2.7.1. Pha thu c
2.7.1.1. Kh o sát
48
t
ng h p sinh h c trên dòng t bào L929
2.7.1.2. Kh o sát
c trên các dịng t bào ung th
2.7.2. Ni c y t bào
2.7.3. Th nghi m
48
48
49
49
c
50
2.7.4. Nhu m màu t bào s ng/ch t (live/dead stain)
50
2.8.
50
ng chu n
nh l
ng cacboplatin và oxaliplatin b ng HPLC
vi
CH
NG 3. K T QU VÀ TH O LU N
51
3.1. T ng h p PAMAM dendrimer
n th h G4.0
51
3.1.1. T ng h p PAMAM dendrimer
n th h G2.5
51
3.1.1.1. Ph c ng h
3.1.1.2. Ph kh i l
ng t h t nhân (1H-NMR)
ng (MS)
51
52
3.1.2. T ng h p PAMAM dendrimer th h G3.0, G3.5 và G4.0
54
3.1.2.1. Ph t ngo i – kh ki n (UV-Vis), ph h ng ngo i (FT-IR) và ph c ng h
ng
t h t nhân ( 1H-NMR)
54
3.1.2.2. Tính toán kh i l
ng phân t PAMAM b ng 1H-NMR
56
3.1.2.3. Hình thái PAMAM
57
3.1.2.4. Th zeta
59
3.1.3. Hi u su t ph n ng t ng h p PAMAM dendrimer
59
3.2. Bi n tính PAMAM dendrimer b ng PEG
60
3.2.1. Ph t ngo i – kh ki n (UV-Vis)
61
3.2.2. Ph h ng ngo i (FT-IR)
61
3.2.3. Ph c ng h
ng t h t nhân (1H-NMR)
63
3.2.4. Hình thái PAMAM bi n tính PEG
66
3.2.5. Th zeta
69
3.3. Kh o sát nang hóa
70
3.3.1.
ng chu n
nh l
ng carboplatin và oxaliplatin b ng HPLC
70
3.3.2. K t qu nang hóa thu c carboplatin v i PAMAM-PEG
72
3.3.2.1. Ph FT-IR
73
3.3.2.2. nh TEM
74
3.3.2.3. Th zeta
75
3.3.3. K t qu nang hóa thu c oxaliplatin v i PAMAM-PEG
75
3.3.3.1. Ph FT-IR
77
3.3.3.2. nh TEM
78
3.3.3.3. Th zeta
79
3.4. Kh o sát phóng thích thu c Carboplatin và Oxaliplatin
80
3.4.1. Kh o sát phóng thích thu c Carboplatin
80
vii
3.4.2. Kh o sát phóng thích thu c Oxaliplatin
81
3.4.3. D
83
ốn mơ hình d
c
3.5. Kh o sát
t
3.6. Kh o sát
c tính t bào
ng h c h PAMAM-PEG mang thu c platin
ng h p sinh h c v i t bào s i chu t L929
86
89
3.6.1. Dòng t bào ung th t cung HeLa
89
3.6.2. Dòng t bào ung th ph i A549
93
3.6.3. Dòng t bào ung th vú MCF-7
97
3.6.4. T ng h p chung k t qu
99
c tính t bào ung th
K T LU N VÀ KI N NGH
DANH M C CÁC CƠNG TRÌNH
TÀI LI U THAM KH O
101
à CƠNG B
103
105
viii
DANH M C KÝ HI U VÀ CH
VI T T T
5-FU
: 5-fluorouracil, thu c i u tr ung th
A549
: Dòng t bào ung th ph i
ADP
: Adenosine diphosphat
ATP
: Adenosine triphosphat
BDA
: Butylen diamin
CAR
: Carboplatin
CM
: Ch t mang
DCC
: Ch t ho t hóa dicyclohexyl cacbodiimid
DLC
: Drug loading content, Kh n ng mang thu c c a ch t mang
DLE
: Drug loading efficiency, Hi u su t nang hóa
DLS
: Dynamic Light Scattering, Tán x ánh sáng
DLVO
: Mơ hình lý thuy t c a DLVO (theo tên các nhà khoa h c Derjaguin,
ng
Landau, Verwey và Overbeek)
DMEM
: Môi tr
ng Dulbecco's modified Eagle's medium
DMSO
: Dimethyl sulfoxide
DNA
: Deoxyribonucleic acid
DOPE
: 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamin
DOT
: (–)- -d-(2r, 4r)-dioxolanethymine
DOX
: Doxorubicin, thu c i u tr ung th
DPBS
: Phosphate-buffered saline, N
EB
: Ethidium bromide
EDA
: Ethylene diamin
EDC
: 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide
EDTA
: Ethylenediaminetetraacetic acid
EPR
: Enhanced Permeability and Retention Effect, C ch t ng tính th m và
c mu i
t ng hi u qu l u gi
FA
: Folic axit
FBS
: Fetal bovine serum, Huy t thanh bò
m photphat
ix
FdA
: Dung d ch nhu m fluorescein diacetate
FDA
: Food and Drug Administration, C c Qu n lý Th c ph m và D
c ph m
M
FT-IR
: Fourier transform infrared spectroscopy, Ph
h ng ngo i bi n
i
Fourier
GPC
: Gel permeation chromatography, s c ký l c gel
HeLa
: Dòng t bào ung th t cung
HIV
: Human Immunodeficiency Virus, virus suy gi m mi n d ch
HPLC
: High-performance liquid chromatography, S c ký l ng hi u n ng cao
IC50
: Half maximal inhibitory concentration, N ng
ICD
: Quá trình t h y ho c ch t t bào mi n d ch
L929
: Nguyên bào s i c a chu t
MA
: Methylacrylate
MCF-7
: Dòng t bào ung th vú
MMR
: H th ng s a ch a không kh p DNA
mPEG
: Methoxy poly(ethylene glycol)
MS
: Mass spectroscopy, Kh i ph
MWCNT
: Multi-Walled Carbon Nanotubes, ng nano cacbon a thành
MWCO
: Molecular weight cut-off, màng bán th m cellulose
NCI-H460
: Dòng t bào ung th ph i NCI-H460
NER
: Nucleotide excision repair, s a ch a c t b nucleotide
NMR
: Nuclear magnetic resonance spectroscopy, Ph c ng h
NPC
: p-nitrophenyl chloroformate
OXA
: Oxaliplatin
PAMAM
: Poly(amidoamine)
PT
: Phóng thích
RNA
: Ribonucleic acid
RPM
: Round per minute, s vòng quay
siRNA
: RNA can thi p ng n siRNA
T-B
: Thu c ban
u
ng
i,
c ch 50%
ng t h t nhân
x
TEM
: Transmission electron spectroscopy, Kính hi n vi i n t truy n qua
THF
: Tetrahydrofuran
T-NH
: Thu c
T-TD
: Thu c t do
USP
: United States Pharmacopeia, D
UV-Vis
: Ultraviolet-visible spectroscopy, Ph t ngo i-kh ki n
WHO
: World Health Organization, T ch c Y t Th gi i
c nang hóa
c i n Hoa K
DANH M C B NG
B ng 1.1.
c tính c a dendrimer PAMAM có nhóm amin t n cùng
16
B ng 2.1. Kh i l
ng tác ch t s d ng t ng h p G3.0-PEG
44
B ng 2.2. Kh i l
ng tác ch t s d ng t ng h p G3.5-PEG
46
B ng 2.3. Kh i l
ng tác ch t s d ng t ng h p G4.0-PEG
47
B ng 3.1. Kh i l
ng phân t c a PAMAM dendrimer t ng h p v i lý thuy t
53
B ng 3.2. Các tín hi u
B ng 3.3. Kích th
c tr ng trên ph
1
H-NMR c a PAMAM
c h t trung bình c a PAMAM G3.0, G3.5, G4.0
55
57
B ng 3.4. Hi u su t c a ph n ng t ng h p PAMAM dendrimer
59
B ng 3.5. Kích th
c h t (DLS) c a PAMAM G3.0-PEG theo t l PEG
68
B ng 3.6. Kích th
c h t trung bình c a PAMAM-PEG G3.0, G3.5, G4.0
68
B ng 3.7. K t qu TEM, th zeta và hi u su t nang hóa DLE, DLC
71
B ng 3.8. Th
80
zeta c a PAMAM, PAMAM-PEG, PAMAM-PEG[CAR],
PAMAM-PEG[OXA] các th h G3.0, G3.5 và G4.0
B ng 3.9. K t qu phóng thích thu c carboplatin
80
B ng 3.10. K t qu phóng thích thu c oxaliplatin
81
B ng 3.11:
90
n ng
nh ch p t bào m u thu c platin, h PAMAM lai hóa mang thu c
10 ug/mL và 100 ug/mL sau 48 gi trên dòng t bào HeLa
B ng 3.12: K t qu
c trên dòng t bào ung th t cung HeLa
91
B ng 3.13: K t qu
c trên dòng t bào ung th ph i A549
94
B ng 3.14: K t qu
c trên dòng t bào ung th vú MCF-7
97
DANH M C HÌNH V VÀ
Hình 1.1.Thu c carboplatin th
TH
ng m i và c u trúc carboplatin
5
Hình 1.2. C ch chuy n hóa c a carboplatin
6
Hình 1.3.Thu c oxaliplatin th
7
Hình 1.4. C ch ho t
ng m i và c u trúc oxaliplatin
ng c a oxaliplatin
9
Hình 1.5. C ch EPR
10
Hình 1.6. M t s lo i k t h p gi a dendrimer và thu c
11
Hình 1.7. Hi n t
12
ng “n p g p ng
c” c a dendrimer
Hình 1.8. PAMAM th h ch n (G6.0)
Hình 1.9. PAMAM th h l
các pH khác nhau
các pH khác nhau
13
13
Hình 1.10. Ph
ng pháp t ng h p h i t
14
Hình 1.11. Ph
ng pháp t ng h p phân k
14
Hình 1.12. T ng h p dendrimer PAMAM
15
Hình 1.13. PAMAM G4.0 mang thu c 5-fluorouracil
18
Hình 2.1. C ch ph n ng Michael
27
Hình 2.2. C ch ph n ng amid hóa
27
Hình 2.3. Ph n ng t ng h p mPEG-NPC
28
Hình 2.4. Ph n ng t ng h p PAMAM G3.0-PEG
29
Hình 2.5. Ph n ng t ng h p mPEG-NH 2
29
Hình 2.6. T ng h p dendrimer PAMAM G-0.5
37
Hình 2.7. T ng h p dendrimer PAMAM G0.0
37
Hình 2.8. T ng h p dendrimer PAMAM G0.5
38
Hình 2.9. T ng h p dendrimer PAMAM G1.0
38
Hình 2.10. T ng h p dendrimer PAMAM G1.5
39
Hình 2.11. T ng h p dendrimer PAMAM G2.0
39
Hình 2.12. T ng h p dendrimer PAMAM G2.5
40
Hình 2.13. T ng h p dendrimer PAMAM G3.0
40
Hình 2.14. T ng h p dendrimer PAMAM G3.5
41
Hình 2.15. T ng h p dendrimer PAMAM G4.0
42
Hình 2.16. S
t ng h p G3.0-PEG
43
Hình 2.17. S
t ng h p G3.5-PEG
44
Hình 3.1. Ph
1
H-NMR c a PAMAM G-0.5 và G0.0
51
Hình 3.2. Ph
1
H-NMR c a PAMAM G0.5 và G1.0
51
Hình 3.3. Ph 1H-NMR c a PAMAM G1.5 và G2.0
52
Hình 3.4. Ph
1
H-NMR c a PAMAM G2.5
52
Hình 3.5. Ph MS c a PAMAM G-0.5 và G0.0
52
Hình 3.6. Ph MS c a PAMAM G0.5 và G1.0
53
Hình 3.7. Ph MS c a PAMAM G1.5
53
Hình 3.8. Ph
1
H-NMR c a PAMAM G3.0 và PAMAM G3.5
Hình 3.9. Ph 1H-NMR c a PAMAM G4.0
56
56
Hình 3.10. nh TEM và th ng kê kích th
c h t c a G3.0
58
Hình 3.11. nh TEM và th ng kê kích th
c h t c a PAMAM G3.5
58
Hình 3.12. nh TEM và th ng kê kích th
c h t c a PAMAM G4.0
59
Hình 3.13. Ph UV-Vis c a PAMAM và PAMAM-PEG th h G3.5 và G4.0
61
Hình 3.14. Ph FT-IR c a G3.0, mPEG-NPC và G3.0-PEG
62
Hình 3.15. Ph FT-IR c a mPEG-NPC, PAMAM G4.0 và PAMAM G4.0-PEG
62
Hình 3.16. Ph FT-IR c a mPEG-NH 2, PAMAM G3.5 và PAMAM G3.5-PEG
63
Hình 3.17. Ph
1
H-NMR c a PAMAM G3.0-PEG và mPEG-NPC
64
Hình 3.18. Ph
1
H-NMR c a PAMAM G4.0-PEG và mPEG-NPC
65
Hình 3.19. Ph
1
H-NMR c a PAMAM G3.5-PEG và mPEG-NH 2
65
Hình 3.20. K t qu GPC c a PAMAM G3.0 và PAMAM G3.0-PEG
66
Hình 3.21. nh TEM và th ng kê kích th
c h t c a PAMAM G3.0-PEG
67
Hình 3.22. nh TEM và th ng kê kích th
c h t c a PAMAM G3.5-PEG
67
Hình 3.23. nh TEM và th ng kê kích th
c h t c a PAMAM G4.0-PEG
67
Hình 3.24. Kích th
c h t c a PAMAM G3.5 – PEG và PAMAM G3.5
68
Hình 3.25. Kích th
c h t c a PAMAM G4.0 – PEG và PAMAM G4.0
68
Hình 3.26. Gi n
th zeta c a PAMAM G3.0-PEG
69
Hình 3.27. Gi n
th zeta c a PAMAM G3.5-PEG
70
Hình 3.28.
ng chu n
nh l
ng carboplatin và oxaliplatin
71
Hình 3.29. T
ng tác t nh i n gi a nhóm cacboxylat và amin trên thu c platin
72
v i nhóm amin và cacboxylat trên PAMAM
Hình 3.30. Ph FT-IR c a PAMAM-PEG[CAR] các th h G3.0, G3.5 và G4.0
73
Hình 3.31. nh TEM và th ng kê kích th
c h t c a G3.0-PEG[CAR]
74
Hình 3.32. nh TEM và th ng kê kích th
c h t c a G3.5-PEG[CAR]
74
Hình 3.33. nh TEM và th ng kê kích th
c h t c a G4.0-PEG[CAR]
74
Hình 3.34. T
ng tác t nh i n gi a nhóm cacboxylat và amin trên thu c platin
76
v i nhóm amin và cacboxylat trên PAMAM
Hình 3.35. Ph FT-IR c a PAMAM-PEG[OXA] các th h G3.0, G3.5 và G4.0
77
Hình 3.36. S
78
thay
i kích th
c h t c a PAMAM-PEG và PAMAM-
PEG[CAR], PAMAM-PEG[OXA] các th h G3.0, G3.5 và G4.0
Hình 3.37. nh TEM và th ng kê kích th
c h t c a G3.0-PEG[OXA]
Hình 3.38. nh ch p TEM và th ng kê kích th
Hình 3.39. nh TEM và th ng kê kích th
78
c h t c a G3.5-PEG[OXA]
c h t c a G4.0-PEG[OXA]
79
79
Hình 3.40. K t qu phóng thích thu c carboplatin
81
Hình 3.41. K t qu phóng thích thu c oxaliplatin
82
Hình 3.42. Mơ hình d
c
ng h c
83
Hình 3.43. Mơ hình d
c
ng h c c a PAMAM mang thu c carboplatin
ng tiêm c a carboplatin và oxaliplatin
84
Hình 3.44. Thu c carboplatin (màu vàng) n m trong khoang PEG và PAMAM
84
Hình 3.45. Mơ hình d
85
c
ng h c c a PAMAM mang thu c oxaliplatin
Hình 3.46. T l t bào s ng sau 24 gi (c t en) và 48 gi (c t s c)
các m u
86
ch ng (A), PAMAM G3.0 (B), PAMAM G3.0 – PEG t l 1:4 (C), PAMAM
G3.0 – PEG t l 1:8 (D), PAMAM G3.0 – PEG t l 1:16 (E). N ng
500
ug/mL
Hình 3.47.
nh t bào c a m u ch ng (bên trái), PAMAM G3.0 (gi a) và
PAMAM G3.0 – PEG t l 1:8 (bên ph i). M u o sau 48 gi , n ng
87
500
ug/mL
Hình 3.48.
t
ng h p sinh h c c a PAMAM G3.0 và G3.0-PEG, PAMAM
G3.5 và G3.5-PEG, PAMAM G4.0 và G4.0-PEG v i các t l PEG khác nhau,
n ng
và th i gian khác nhau.
88
Hình 3.49. Bi u
c t bào ung th HeLa c a PAMAM-PEG(CAR)
92
Hình 3.50. Bi u
c t bào HeLa c a PAMAM-PEG(OXA)
93
Hình 3.51. Bi u
c dịng t bào ung th A549 c a PAMAM-PEG(CAR) 95
Hình 3.52. K t qu
o
PAMAM-PEG(CAR)
c dịng t bào ung th ph i A549 c a carboplatin và 95
n ng
100 g/ml v i h G3.5-PEG(CAR) kém hi u
qu h n các h cịn l i
Hình 3.53. Bi u
Hình 3.54. K t qu
c dòng t bào ung th A549 c a PAMAM-PEG(OXA) 96
o
PAMAM-PEG(OXA)
c dòng t bào ung th ph i A549 c a oxaliplatin và 97
n ng
100
g/ml v i h
G3.5-PEG(OXA) và
oxaliplatin kém hi u qu h n các h cịn l i
Hình 3.55. Bi u
Hình 3.56. Bi u
PEG(OXA)
c dịng t bào ung th MCF-7 c a PAMAM-PEG(CAR) 98
c dòng t bào ung th
MCF-7 c a PAMAM- 99
1
M
1.
U
tv n
Hi n nay ung th là m t trong nh ng nguyên nhân gây t vong hàng
th gi i. Nhi u ph
ng pháp i u tr c n b nh nguy hi m này
u trên toàn
c bi t
n nh ph u
thu t, x tr , hóa tr và m t s khác g n ây là li u pháp mi n d ch (immunotherapy),
li u pháp h
ng m c tiêu (targeted therapy), li u pháp n i ti t (hormone therapy)... Hóa
tr là m t trong nh ng ph
ng pháp
c s d ng ph bi n nh t,
c bi t trong i u tr
ung th di c n [1].
Khi tr li u m t s lo i ung th nh sarcoma, ung th bi u mô (ung th ph i t
bào nh , ung th bu ng tr ng), u lympho và kh i u t bào m m thì các lo i thu c có
ch a kim lo i platin th
ng
khá ph bi n. Cisplatin
c s d ng [2]. Trong s các thu c ph c platin thì cisplatin
c C c Qu n lý Th c ph m và D
c ph m M (FDA) ch p
thu n trong i u tr ung th vào n m 1978 [3] và sau ó thu c này ti p t c
r ng rãi cho
c s d ng
n ngày nay. Tuy nhiên, thu c cisplatin t n t i nhi u tác d ng ph do
c
tính cao và ti m n nguy c kháng thu c c a t bào ung th . Vì v y, nhi u cơng trình
nghiên c u v n ti p t c t ng h p và phát tri n h n 3.000 h p ch t platin nh ng k t qu
ch có kho ng 35 h p ch t có ti m n ng d
c d ng. Hai h p ch t trong s
ó ã
c
ng ký l u hành và cho phép s d ng trong i u tr ung th v i nhi u thành qu to l n,
ó là carboplatin và oxaliplatin. Hai thu c platin này có
cisplatin. M c dù v y, kh n ng gây
h
c gi m h n h n so v i
c c a hai thu c này v n cao do tính ch n l c và
ng ích kém. M t s guyên nhân c a nh ng gi i h n còn t n t i khi hóa tr v i
carboplatin và oxaliplatin do
c th và kh n ng v
tan kém, gi i h n các kh n ng phân tán sinh h c trong
t qua màng t bào. i u này nh h
tr . Nh m kh c ph c các nh
c i m trên, nhi u h ph tr
thu c ch ng ung th ph c platin
m c tiêu lý t
n úng ích. T t c các h
ng
n kh d ng trong i u
c s d ng
ng ti p c n
ng là t o ra nh ng h mang - nh thu c ph c platin có
a các
u nh m
n
ch n l c cao
i v i các mô ung th , li u s d ng i u tr th p và ít tác d ng ph .
Trong các h dùng v i thu c ph c platin, h dendrimer có kh n ng mang thu c
b ng các liên k t d c t
th khi
t
nh thu c khi
n các mô ung th . B m t v i nhi u nhóm
c g n v i các thành ph n khác nhau s mang l i cho phân t dendrimer nhi u
2
tính ch t t
ng ng v i b n ch t các thành ph n g n lên phân t . M t trong các h
dendrimer ó là dendrimer poly(amidoamine) (PAMAM) v i s nhóm ch c b m t l n
và có ho t tính hóa h c cao. PAMAM có th
c bi n tính b ng các tác nhân h
ng
ích ho c các phân t thu c t o ra h ch t mang thu c thông minh giúp t ng hi u qu
i u tr .
PAMAM có nhi u nhóm ch c amin ho c cacboxylat b m t nên có i n tích b
m t l n,
c bi t là các nhóm ch c amin mang i n tích d
ng s t
ng tác v i màng t
bào mang i n tích âm gây ra s phá h y t bào khi n PAMAM có
ó h n ch kh n ng ng d ng c a PAMAM [4]. Gi i pháp hi u qu
c t bào cao do
kh c ph c nh
c
i m này là bi n tính các nhóm ch c b m t c a PAMAM b ng các phân t ít ho c
khơng mang i n nh m gi m i n tích b m t và t
ó gi m
Poly(ethyleneglycol) (PEG) là l a ch n r t t t
là m t lo i polyme m ch th ng có tính t
mi n d ch và tan t t trong n
c t bào.
bi n tính b m t PAMAM vì nó
ng h p sinh h c cao, không
c, không gây
c. Vi c g n PEG lên PAMAM không nh ng gi m thi u
c b ng cách ng n khơng cho các nhóm amin b c b n c a PAMAM ti p xúc v i
màng t bào, mà còn làm t ng
tan trong n
c và th i gian t n t i trong máu, c ng
nh gi m s tích l y trong gan và th n c a PAMAM. Ngoài ra, PEG cịn làm t ng khơng
gian n i phân t giúp t ng kh n ng nang hóa thu c,
ch n làm gi m t c
ng th i óng vai trị nh m t t m
phóng thích thu c c a PAMAM. Bên c nh ó, PEG cịn c i thi n
kh n ng th m xuyên màng t bào c a PAMAM giúp h ch t mang thâm nh p vào t
bào t t h n [5,6].
Trên c s
ó, chúng tôi
xu t lu n án: “Nghiên c u t ng h p h nano dendrimer
poly(amidoamine) mang thu c ch ng ung th (carboplatin và oxaliplatin)”.
2. M c tiêu
Nghiên c u t ng h p h nanodendrimer PAMAM mang thu c ch ng ung th
carboplatin (CAR) và oxaliplatin (OXA) nh m gi m
lành và c i thi n hi u qu tiêu di t t bào ung th nh t ng
thu c, nh h
ng thu c t i ích th
ng.
c c a thu c
i v i t bào
tan, t ng kh n ng l u tr
3
3. Ý ngh a khoa h c c a lu n án
- Bi n tính PAMAM (hai th h ch n G3.0 và G4.0 và m t th l l G3.5) b ng
PEG v i các t l khác nhau
t o h ch t mang thu c
nh h
ng
n t bào ung th .
- Các h ch t mang PAMAM-PEG t ng kh n ng mang thu c ch ng ung th
CAR và OXA ( t ng hi u su t nang hóa 2 thu c ch ng ung th CAR và OXA).
- Các h ch t PAMAM-PEG mang thu c ch ng ung th CAR và OXA có kh
n ng nh thu c ch m và n
nh (d
i 50% sau 24 gi ) trong i u ki n in vitro.
- Các h ch t mang PAMAM-PEG và các ph c PAMAM-PEG(CAR), PAMAMPEG(OXA) gi m
c tính c a thu c ch ng ung th CAR và OXA
ho t tính c ch hi u qu
ng th i v n th hi n
i v i s phát tri n c a t bào ung th (trên 3 dòng t bào:
ung th t cung HeLa, ung th ph i A549 và ung th vú MCF-7).
4. óng góp m i c a lu n án
S d ng v t li u PAMAM-PEG mang hai thu c ch ng ung th (CAR và OXA)
và kh o sát tính ch t mang, nh thu c, t
ung th : vú, ph i, t cung).
ng h p sinh h c,
c tính t bào (trên ba dịng
4
CH
NG 1. T NG QUAN
1.1. T ng quan v b nh ung th và ph
ng pháp tr li u b ng hóa tr
Theo t ch c y t th gi i (WHO), ung th là nguyên nhân gây t vong
ng
hàng th hai trên toàn c u và là nguyên nhân cho kho ng 9,6 tri u ca t vong trong n m
2018 [7]. Th ng kê trên th gi i cho th y g n 1 trong 6 tr
ng h p t vong do ung th
gây ra [8]. Kho ng m t ph n ba s ca t vong c a ung th b i vì n m nguy c hàng
v hành vi và ch
n u ng: ch s kh i c th cao, n ít rau và trái cây, thi u ho t
ng th ch t, s d ng thu c lá và s d ng r
quan tr ng nh t
V ph
hóa tr .
u
u. S d ng thu c lá là y u t nguy c
i v i b nh ung th và gây ra kho ng 22% ca t vong do ung th [9].
ng di n i u tr , ung th có r t nhi u ph
ây là ph
ng pháp s d ng thu c
ng pháp i u tr , trong ó có
tiêu di t các t bào ung th , làm cho các
kh i u không th phát tri n và t ng sinh [10]. C ch c a các lo i thu c hóa tr là làm
gián o n chu trình t bào và làm ch m (ho c ng ng) quá trình sao chép c a các t bào
ung th . Nh
ó, hóa tr cho phép tiêu di t các t bào ung th m t cách tri t
quá trình i u tr , ng
i ta th
. Trong
ng s d ng k t h p nhi u lo i thu c ch ng ung th nh m:
tiêu di t càng nhi u t bào ung th càng t t và c n cân nh c s k t h p không gây quá
nhi u t n th t cho các t bào kh e m nh ho c gia t ng các tác d ng ph khác; t ng c
h i tiêu di t các t bào ung th và i u tr nhi u lo i ung th cùng lúc; gi m nguy c
phát sinh thêm
t bi n và kháng thu c. Trong s các thu c hóa tr thì thu c platin nh
(cisplatin, carboplatin, oxaliplatin) khá ph bi n, chi m trên 25% phác
i u tr [11].
Thu c platin dùng cho 24 lo i ung th và có th k t h p v i 27 thu c hóa tr khác [12].
1.2. Thu c ch ng ung th d ng ph c platin
Trong vòng 30 n m tr l i ây, FDA ã phê chu n trên 700 lo i thu c i u tr
ung th [13], chia làm 5 nhóm chính là thu c nhóm ch t alkyl hóa (alkylating agent),
thu c ch ng d
ng (antimetabolites), ancaloit th c v t (plant alkaloids), kháng sinh
ch ng ung th (antitumor antibiotics) và hormon steroid.
Các lo i thu c hóa tr có ch a kim lo i platin thu c nhóm ch t alkyl hóa. Trong
ó, cisplatin
c dùng trong i u tr ung th t cu i th p niên 80. Hai lo i thu c t
t cisplatin v i ít tác d ng ph h n là carboplatin và oxapliplatin c ng
rãi t nh ng n m 1990 và 2000 v i nhi u k t qu
ng
c dùng r ng
áng ghi nh n [14,15]. B n thu c
5
platin khác là nedaplatin, heptaplatin, lobaplatin, and miriplatin
m t s n
c mà khơng r ng rãi
ph m vi tồn c u nh
c dùng h n ch
cisplatin, carboplatin và
oxaliplatin [16].
1.2.1. Carboplatin
Carboplatin (cis-diammine-1,1-cyclobutane dicacboxylat platinum II)
nghiên c u và phát tri n t i
i h c bang Michigan và Vi n nghiên c u ung th London.
N m 1989, FDA cho phép s n xu t carboplatin trên quy mô th
Paraplatin [17]. Thu c này
c
ng m i d
i tên
c s d ng trong i u tr ung th bi u mô bu ng tr ng,
ung th ph i, ung th n i m c t cung, th c qu n, bàng quang và ung th vú [18]. ây
là thu c platin th h th 2, có c u trúc t
clorit
ng t th h
u là cisplatin và thay th 2 g c
cisplatin b ng ligand bidentat dicacboxylat.
Hình 1.1.Thu c carboplatin th
ng m i và c u trúc carboplatin
Sau khi tiêm vào máu, carboplatin di chuy n kh p c th
T i ây, thu c
n các t bào ung th .
c h p thu qua kênh CTR1 trên v t bào, ti p ó thu c s b th y phân
c t i nhóm 1,1-cyclobutanedicacboxylat khi n h p ch t này mang i n tích d
Nh q trình th y phân, carboplatin có th t
DNA, RNA, protein
ng tác v i các phân t thân h ch nh
t o thành ph c platin. Quá trình này x y ra khi t o liên k t c ng
hóa tr v i N7 trên purin d n
nhân lên
ng.
n s sai h ng DNA khi n t bào b ch t ho c khơng th
c. Ngồi ra, thu c còn t
ng tác
c v i tâm l u hu nh trên glutathion,
metallothionein và xúc tác cho chuy n hóa ATP thành ADP. M t ph n thu c s
c
lo i kh i t bào qua kênh ATP7A, ATP7B, MPR2 sau ó s thanh th i vào máu
n
th n và theo
ng n
c ti u ra ngoài [19] . T l bài ti t carboplatin th p h n cisplatin,
6
cho th y nhi u carboplatin
c gi l i trong c th , và do ó tác d ng c a nó
dài h n (th i gian bán h y c a carboplatin là 30 gi
20 l n so v i cisplatin là t 1,5
c kéo
i, cao h n g p kho ng t 10
n
n 3,6 gi ) [20].
Hình 1.2. C ch chuy n hóa c a carboplatin [19]
Th c t so v i cisplatin, carboplatin ã có
c gi m h n h n,
c bi t là
c
tính cho th n (nephrotoxicity) do thay th 2 nguyên t clorit thành ligand bidentat
dicacboxylat. Tuy nhiên, thu c v n gây
l
c cao, áng k nh t là c ch t y làm cho s n
ng t bào máu và ti u c u gi m nghiêm tr ng có lúc
i u này có ph n do tính ch n l c và h
nd
i 10% m c thơng th
ng ích kém. Ngồi ra, thu c làm r i lo n
kênh v n chuy n cation SLC22A2 gây tích l y platin làm suy th n, suy t y, nh h
n ng n h th n kinh. Chính vì v y,
ph i có m t ch t mang hi u qu
gi m tác d ng ph c a thu c.
ng.
ng
nâng cao k t qu tr li u ung th thì c n thi t
gi m li u i u tr mà v n duy trì hi u l c, qua ó
7
1.2.2. Oxaliplatin
Oxaliplatin
c nghiên c u và phát tri n t n m 1976 t i tr
ph Nagoya b i giáo s Yoshinori Kidani,
c ch p thu n
ng
i h c thành
châu Âu vào n m 1996
và FDA c p phép s d ng lâm sàng trong i u tr ung th tr c tràng vào n m 2002. Tên
th
ng m i là Eloxatin c a công ty Sanofi-Aventis [21]. V m t c u trúc, oxaliplatin có
ch a m t nguyên t
platin t o ph c v i m t nhóm oxalat và m t nhóm
diaminocyclohexan, DACH [22].
Hình 1.3.Thu c oxaliplatin th
V c ch d
c
ng m i và c u trúc oxaliplatin
ng h c, oxaliplatin t o các liên k t gi a hai guanine li n k
ho c guanine và adenine, nh
ó làm gián o n q trình nhân b n và sao chép DNA
[23]. Nhi u nhóm nghiên c u cho r ng oxaliplatin và cisplatin có c ch ho t
nhau [24-28] m c dù cùng tác
ng ch y u lên DNA,
ng khác
c bi t là nguyên t N7 c a
guanine, và t o thành liên k t ngang và liên k t chéo.
Khác bi t có th
DNA, do kích th
ch liên quan
s v n chuy n và chuy n hóa thu c[29]; q trình ng ng t
c c a oxaliplatin l n h n nhi u so v i cisplatin hay carboplatin; c
n s a ch a DNA, ch y u x y ra thông qua s a ch a c t b nucleotit
(nucleotide excision repair, NER) b i h th ng s a ch a không kh p DNA (mismatchrepair, MMR) [30,31]; và s t i n p các tín hi u t n th
ng DNA nh kích ho t q
trình t h y ho c ch t t bào mi n d ch (ICD) [32, 33].
Thu c oxaliplatin
c s d ng r ng rãi trong i u tr ung th
nghiên c u ti n lâm sàng cho th y ti m n ng s d ng trong các tr
i tr c tràng. Các
ng h p kháng
cisplatin. Tuy nhiên, thu c này v n còn t n t i nhi u tác d ng ph , trong ó chính y u
là
c tính th n kinh [35-36].
8
Hình 1.4. C ch ho t
ng c a oxaliplatin [34]
Tr i qua h n 40 n m k t khi cisplatin
v n còn t n t i nhi u tác d ng ph do
c s d ng trong i u tr ung th mà
c tính m nh; bên c nh n l c t ng h p h n
3.000 ho t ch t m i nh m thay th cisplatin và ch có hai h p ch t
c phê chu n. H p
ch t g n ây nh t là oxaliplatin
ó
c ch p thu n t n m 1996 và t
24 n m mà ch a có thu c platin m i nào nh n
V n
n nay ã g n
c s ch p thu n trên tồn th gi i.
chính có th th y xu t phát t vi c thi u c i thi n hi u qu so v i các lo i thu c
hi n t i. M t ví d v
o n III
i u này là satraplatin ã k t thúc các th nghi m lâm sàng giai
i v i ung th tuy n ti n li t n m 2007. M c dù vi c dùng thu c
c coi là m t b
ng mi ng
c ti n cho b nh nhân so v i vi c truy n t nh m ch thông th
ng c a
t t c các thu c platin khác, nh ng nó khơng c i thi n k t qu c a b nh nhân. D a trên
i u này, satraplatin ã b rút
n
ng ký thu c m i ra kh i FDA [37].
i u ó cho
th y chi n l
c t ng h p thu c m i v i ít tác d ng ph không kh thi nhi u
m t so v i h
ng nghiên c u h ch t mang có tri n v ng c i thi n hi u qu , ít tác d ng
ph và có ti m n ng
c ch p thu n h n.
m ts